Mis on läbilöögipinge?

Läbilöögipinge, mida mõnikord nimetatakse ka dielektriliseks tugevuseks või löögipingeks, on elektrijõu suurus, mis on vajalik objekti elektriliste omaduste muutmiseks. Kõige sagedamini kasutatakse seda isolaatorite puhul. Läbilöögipinge on minimaalne pinge, mis on vajalik, et sundida isolaatorit juhtima teatud kogust elektrit. See mõõtmine on mõttekas ainult seoses olemasoleva süsteemiga; see on punkt, kus materjal eirab operaatori ootusi selle toimimise suhtes.

Definitsiooni järgi ei juhi isolaatorid elektrit. Läbilöögipinge on punkt, kus materjal lakkab olemast isolaator ja muutub takistiks; see tähendab, et juhib elektrit mingil osal koguvoolust. Isolaatoreid iseloomustavad tihedalt seotud elektronidega aatomid. Neid elektrone paigal hoidvad aatomijõud ületavad enamiku väliseid pingeid, mis võivad elektronide voolu esile kutsuda. See jõud on siiski piiratud ja seda võib alati potentsiaalselt ületada väline pinge, mis põhjustab elektronide teatud kiiruse läbi aine voolamise.

Kui kõik muu on võrdne, tõuseb isolaatori kvaliteet koos selle läbilöögipingega. Seega on portselan, mille dielektriline tugevus on umbes 100 kilovolti tolli kohta, keskpärane isolaator. Klaas, mis laguneb 20 korda suurema pinge juures kui portselan, on palju parem.

Dioodidel on ka läbilöögipinge. Lihtsad dioodid on ette nähtud elektri juhtimiseks ainult ühes suunas, mida nimetatakse “edasi”. Piisavalt kõrge pinge korral saab aga dioodi panna elektrit juhtima “tagurpidi”. Mõned dioodid, mida nimetatakse laviinidioodideks, on mõeldud seda tüüpi kasutamiseks. Madala pinge korral juhivad nad elektrit ainult ühes suunas. Konkreetsel hetkel viivad nad seda sama tõhusalt läbi ka teises suunas. See eristab neid isolaatoritest ja muudest dioodidest, mis isegi üle rikketaseme säilitavad suhteliselt kõrge takistuse. Pole üllatav, et ka trioodid ja muud spetsialiseeritud elektroonikakomponendid lagunevad teatud hetkel ja hakkavad elektrit juhtima mööda piisavalt kõrge pinge dikteeritud rada.

Praktikas on materjali täpse läbilöögipinge määramine keeruline. Sellele suurusele lisatud konkreetne arv ei ole usaldusväärne konstant nagu sulamistemperatuur; see on statistiline keskmine. Järelikult tuleks vooluringi projekteerimisel veenduda, et selle maksimaalne pinge on tunduvalt madalam kui mis tahes kasutatud materjali madalaim läbilöögipinge. Elektrisüsteem on ainult nii hea, kui on selle ühe komponendi väikseim läbilöögipinge.